JP2012189556A - 電波修正時計、およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二値化回路のしきい値を短時間で適切なレベルに調整することができる電波修正時計を提供すること。
【解決手段】電波修正時計１は、標準電波を受信する受信手段と、受信信号をしきい値に基づいて二値化して二値化信号を出力する二値化回路３７と、二値化信号に基づいてフレーム同期を確立した後に、タイムコードの種類に応じて予め設定される所定の期間の二値化信号のパルスデューティーを測定するデューティー検出判断部４３と、前記パルスデューティーと、しきい値との関係が設定されたしきい値設定テーブルが記憶される記憶部４２と、しきい値設定テーブルを参照し、測定されたパルスデューティーに応じたしきい値を求めてしきい値を変更するレベル切替手段と、しきい値が変更された後の二値化信号をデコードしてタイムコードを復調するＴＣＯデコード部４１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、時刻情報を有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて時刻を修正する電波修正時計、およびその制御方法に関する。

標準電波を受信可能な電波時計が知られている。標準電波は振幅変調であり、前記電波時計は、受信回路において、フィルターなどで受信信号の包絡線を抜き出した後、比較器（コンパレーター）などで包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化する二値化回路を備えている。そして、電波時計は、この二値化回路で得られたタイムコード信号に基づいて時刻情報を入手し、時刻表示を行っている。

ところで、前記二値化回路の基準電圧（しきい値）は、通常、固定値である。このため、受信環境によっては正しいタイムコードを得ることができない。
そこで、二値化信号のパルスデューティー（パルスデューティー比）を算出し、タイムコードの種類に応じてあらかじめ設定されるデューティーの基準範囲値に含まれているかを判定し、含まれていない場合には前記しきい値レベルを変更することで、しきい値を適切なレベルに調整する電波修正時計が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１９９２１号公報

前記特許文献１は、前記しきい値を適切に調整できる一方で、前記二値化信号のパルスデューティーの算出に時間を要するという問題があった。たとえば、１分間のデータの中で、信号レベルがハイレベルとなっている時間を前記１分間で除算してデューティーを求める場合、１分間のデータを受信した後でなければ、しきい値を調整できないという問題があった。

本発明は、二値化回路のしきい値を短時間で適切なレベルに調整することができる電波修正時計およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、タイムコードを有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて内部時計の時刻を修正する電波修正時計であって、前記標準電波を受信する受信手段と、前記標準電波の受信信号を所定のしきい値に基づいて二値化して二値化信号を出力する二値化手段と、前記二値化信号に基づいてフレーム同期を確立した後に、前記タイムコードの種類に応じて予め設定される所定の期間の前記二値化信号のパルスデューティーを測定するデューティー測定手段と、前記二値化手段のしきい値を、前記デューティー測定手段で測定されたパルスデューティーに応じたしきい値に変更するレベル切替手段と、前記レベル切替手段で前記二値化手段のしきい値が変更された後の二値化信号をデコードしてタイムコードを復調するタイムコードデコード手段と、を備えることを特徴とする。

デューティー測定手段は、標準電波の種類ごとに設定された所定期間の二値化信号のパルスデューティーを測定している。この際、前記所定期間は、信号が固定されたビットであるため、パルスデューティーの理論値をあらかじめ把握できる。従って、実際に検出されたパルスデューティーと、前記理論値（水準値）とを比較すれば、二値化手段のしきい値が適切なレベルであるかを確実に判断できる。
そして、レベル切替手段は、測定されたパルスデューティーに応じてしきい値を変更しているので、二値化手段のしきい値を適切なレベルに変更することができる。たとえば、測定されたパルスデューティーが、前記水準値よりも大きい場合には、しきい値が適正レベルよりも低いと判断できるので、たとえば、しきい値を一段階高く変更すればよい。一方、測定されたパルスデューティーが、前記水準値よりも小さい場合には、しきい値が適正レベルよりも高いと判断できるので、たとえば、しきい値を一段階低く変更すればよい。なお、測定されたパルスデューティーが、前記水準値にほぼ一致する場合には、適正レベルであるため、しきい値もそのまま維持すればよい。
従って、二値化手段は、次のフレームから適切なレベルで二値化された信号を出力することができ、タイムコードデコード手段において正確なタイムコードを取得できる。よって、このデコードされたタイムコードにより電波修正時計の時刻修正処理を正確に実施することができる。

本発明の電波修正時計において、前記所定の期間とは、受信するタイムコードにおいて、時刻によって変化しない固定されたビットが、所定数連続する期間であることが好ましい。

本発明によれば、前記所定の期間を、固定されたビットが所定数、たとえば３〜４個連続する期間に設定しているので、１つのビットのみで判断する場合に比べて、ノイズなどの影響を軽減でき、しきい値レベルを適切に判断できる。

本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、前記内部時計の時刻が所定の時刻になった際に受信を開始する自動受信モードを備え、前記自動受信モードによって受信処理を行う場合には、前記所定の期間とは、タイムコードにおける「時」または「分」のデータを受信している期間に設定されることが好ましい。

本発明によれば、自動受信時刻に基づいて、「時」または「分」のデータを受信している期間内に、パルスデューティーを測定する期間を設定しているので、固定された連続ビットが存在しないドイツの標準電波ＤＣＦ７７を受信する場合にも適用できる。すなわち、自動受信モードで作動中の電波修正時計は、内部時刻があらかじめ設定された所定の時刻（自動受信時刻）になると、受信処理を開始する。この際、電波修正時計が標準電波を定期的に受信していれば、内部時刻と標準電波の時刻との誤差は小さく、通常は１分以下の誤差に納まっている。このため、自動受信処理で受信した標準電波の時刻情報の「時」または「分」の各ビットのデータは、その自動受信時刻を基づいて、信号が「０」であるか「１」であるかを予測できる。
たとえば、標準電波の「時」のデータは、通常、20h,10h,8h,4h,2h,1hの６ビットのデータで表される。このため、自動受信処理が、午前２時０分に開始した場合、少なくとも20h,10h,8hのビットは「０」であると予測できる。同様に、「分」のデータは、通常、40m,20m,10m,8m,4m,2m,1mの７ビットのデータで表される。このため、自動受信処理が、午前２時０分に開始した場合、受信処理の継続時間を５分程度に設定すれば、少なくとも40m,20m,10mのビットは「０」であると予測できる。このように、自動受信時刻に応じて、値が予測できるビットを受信する期間を所定期間に設定すれば、受信信号のパルスデューティーの水準値を設定できるので、測定したパルスデューティーに応じて、しきい値を設定できる。

本発明の電波修正時計において、前記二値化信号のパルスデューティーと、二値化手段のしきい値との関係が設定されたしきい値設定テーブルが記憶される記憶手段を備え、前記レベル切替手段は、前記しきい値設定テーブルを参照し、前記デューティー測定手段で測定されたパルスデューティーに応じたしきい値を求めて前記二値化手段のしきい値を変更することが好ましい。

本発明によれば、しきい値設定テーブルに、パルスデューティーとしきい値との関係を設定しているので、測定されたパルスデューティーに対応するしきい値を、しきい値設定テーブルから直接把握できる。このため、二値化手段のしきい値を適切なレベルに直ちに変更することができる。

本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、複数種類の標準電波を選択して受信するものであり、前記しきい値設定テーブルは、前記複数種類の標準電波ごとに、前記パルスデューティーの値としきい値の関係と、前記所定の期間とが記憶され、前記デューティー測定手段は、前記しきい値設定テーブルを参照し、前記所定の期間と、前記しきい値とを設定することが好ましい。

本発明によれば、標準電波ごとの所定の期間や、パルスデューティー値に対応するしきい値の設定を、しきい値設定テーブルに設定しているので、受信可能な標準電波の種類が増えた場合も、このしきい値設定テーブルのデータを増やすことで容易に対応できる。

本発明の電波修正時計において、前記受信手段、前記二値化手段、および前記二値化手段におけるしきい値を調整するしきい値調整手段を備える受信回路部と、前記記憶手段と、前記デューティー測定手段と、前記レベル切替手段と、前記タイムコードデコード手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、前記受信回路部は、前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた制御信号を前記しきい値調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えたことが好ましい。

この発明によれば、制御信号デコード手段が入力された制御信号をデコードし、しきい値調整手段は、このデコードされた制御信号に基づいて二値化手段のしきい値を調整する。これにより、制御信号デコード手段が制御信号をデコードするので、制御回路部から出力される制御信号を簡易な信号に設定することができ、通信される信号の信頼性を向上させることができる。

本発明の電波修正時計において、前記レベル切替手段は、受信動作を開始して前記二値化手段のしきい値を調整した後、タイムコードをデコード中は前記しきい値を変更せずに固定することが好ましい。

この発明によれば、タイムコードをデコード中にしきい値が変化することがないので、例えばビット化けなどにより正確なデコードが阻害されるなどの不都合が回避でき、正確なＴＣをデコードすることができる。

本発明は、タイムコードを有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて時刻修正を実施する電波修正時計の制御方法であって、前記標準電波を受信し、前記標準電波の受信信号を所定のしきい値に基づいて二値化して二値化信号を出力し、前記二値化信号に基づいてフレーム同期を確立した後に、前記タイムコードの種類に応じて予め設定される所定の期間の前記二値化信号のパルスデューティーを測定し、前記二値化用のしきい値を、測定された前記パルスデューティーに応じたしきい値に変更し、二値化用のしきい値が変更された後の二値化信号をデコードしてタイムコードを復調することを特徴とする。

この発明によれば、上記電波修正時計と同様に、二値化用のしきい値を適切なレベルに直ちに変更できるので、正しいタイムコードを取得でき、受信環境の影響を軽減でき、正しい時刻に修正することができる。

第１実施形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の二値化回路およびＶＲＥＦ切替回路の構成を示す回路図である。 標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、およびこの標準電波の受信信号を包絡線検波後、それぞれの基準電圧に基づいて二値化したＴＣＯ信号の波形を示す図である。 標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、この標準電波を弱電界環境で受信した際の包絡線信号の波形、および前記標準電波をノイズ環境で受信した際の包絡線信号の波形を示す図である。 日本における標準電波「ＪＪＹ」のタイムコードフォーマットを示す図である。 日本における標準電波「ＪＪＹ」の各信号を示す図である。 アメリカ合衆国における標準電波「ＷＷＶＢ」のタイムコードフォーマットを示す図である。 アメリカ合衆国における標準電波「ＷＷＶＢ」の各信号を示す図である。 ドイツにおける標準電波「ＤＣＦ７７」のタイムコードフォーマットを示す図である。 ドイツにおける標準電波「ＤＣＦ７７」の各信号を示す図である。 デューティー検出判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティーの計測方法を示す図である。 デューティー検出判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティーの他の計測方法を示す図である。 記憶部に記憶されるしきい値設定テーブルの概略を示す図である。 電波修正時計の時刻修正動作を示すフローチャートである。 第２実施形態の「時」のタイムコードの一例を示す図である。 第２実施形態のしきい値設定テーブルの概略を示す図である。 第２実施形態の電波修正時計の時刻修正動作を示すフローチャートである。 変形例に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。

［第１実施形態］
（１）電波修正時計１の構成
電波修正時計１は、図１に示すように、アンテナ２と、受信回路部３と、制御回路部４と、表示部５と、外部操作部材６と、水晶振動子４７とを備えている。
アンテナ２は、長波標準電波（以下、「標準電波」と称す）を受信し、受信した標準電波を受信回路部３に出力する。
受信回路部３は、アンテナ２にて受信した標準電波の受信信号を復調して、ＴＣＯ（Time Code Out：タイムコード出力）として制御回路部４に出力する。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。

制御回路部４は、入力されたＴＣＯをデコードしてＴＣ（タイムコード）を生成し、生成したＴＣに基づいて時刻カウンター４４の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンター４４の時刻を表示部５に表示させる制御をする。さらに、制御回路部４は、受信回路部３から入力されるＴＣＯのデューティーを判定し、受信回路部３に制御信号を出力する。なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。

表示部５は、制御回路部４の駆動回路部４５により駆動制御され、時刻カウンター４４でカウントされる時刻を表示させる。この表示部５としては、例えば液晶パネルを備え、液晶パネルに時刻を表示させる構成であってもよく、文字板および指針を備え、制御回路部４により指針を運針させて時刻を表示させる構成であってもよい。

外部操作部材６は、例えばリューズや設定ボタンなどにより構成され、利用者により操作されることで制御回路部４に所定の操作信号を出力する。この操作信号としては、例えば、アンテナ２で受信される標準電波の種類（例えば、日本におけるＪＪＹ、アメリカ合衆国におけるＷＷＶＢ、ドイツにおけるＤＣＦ７７、中国におけるＢＰＣなど）を設定する旨の電波種類設定データ、標準電波を受信して時刻を修正させる旨の修正要求情報などが挙げられる。

基準クロック用の水晶振動子４７は、所定の基準信号（基準クロック、例えば１Ｈｚの信号）を出力するものであり、この水晶振動子４７から出力された基準信号が制御回路部４に入力されている。

（２）受信回路部３の構成
受信回路部３は、図１に示すように、同調回路３１と、第１増幅回路３２と、バンドパスフィルター（Band-pass filter，以下、「ＢＰＦ」と略す場合がある）３３と、第２増幅回路３４と、包絡線検波回路３５と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、二値化手段としての二値化回路３７と、しきい値調整手段としてのＶＲＥＦ切替回路３８と、制御信号デコード手段としてのデコード回路３９とを備えて構成されている。
ここで、同調回路３１からＡＧＣ回路３６までの各回路によって受信手段が構成されている。従って、受信回路部３は、受信手段と、二値化手段と、しきい値調整手段と、制御信号デコード手段とを備えて構成されている。

同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、当該同調回路３１とアンテナ２とにより並列共振回路が構成される。この同調回路３１は、特定の周波数の電波をアンテナ２で受信させる。この同調回路３１により、アンテナ２で受信された標準電波が電圧信号に変換され、第１増幅回路３２に出力される。なお、本実施形態の受信回路部３では、日本の標準電波「ＪＪＹ」の他、アメリカ合衆国の標準電波「ＷＷＶＢ」、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」、中国の標準電波「ＢＰＣ」などの各地域における標準電波を受信可能に構成されている。

第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じてゲインを調整し、同調回路３１から入力する受信信号を一定の振幅としてＢＰＦ３３に入力するように増幅する。すなわち、第１増幅回路３２は、ＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じて、振幅が大きい場合にはゲインを低くし、振幅が小さい場合にはゲインを高くして、受信信号を一定の振幅となるように増幅する。

バンドパスフィルター（ＢＰＦ）３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルターである。すなわち、ＢＰＦ３３を介することにより、第１増幅回路３２から入力した受信信号から搬送波成分以外が除去される。

第２増幅回路３４は、ＢＰＦ３３から入力する受信信号を、固定のゲインでさらに増幅する。

包絡線検波回路３５は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルター（Low-Pass Filter，ＬＰＦ）とを備えて構成され、第２増幅回路３４から入力した受信信号を整流およびろ波し、ろ波して得られた包絡線信号を、ＡＧＣ回路３６および二値化回路３７に出力する。
ＡＧＣ回路３６は、包絡線検波回路３５から入力した受信信号に基づいて、第１増幅回路３２にて受信信号を増幅する際のゲインを決定する信号を出力する。

二値化回路３７は、図２に示すように、二値化コンパレーターで構成され、２つの入力端子のうち、一方の入力端子は、包絡線検波回路３５に接続され、他方の入力端子は、ＶＲＥＦ切替回路３８に接続されている。そして、二値化回路３７は、ヒステリシスを持つコンパレーターであり、包絡線検波回路３５から入力する包絡線信号、および、ＶＲＥＦ切替回路３８から入力する所定電圧を有する基準電圧（しきい値）に基づいて、二値化信号すなわちＴＣＯ信号を出力する。包絡線信号はノイズが多く、二値化コンパレーターに数ｍＶのヒステリシスを持たせることで、ＴＣＯ信号のばたつきを抑えることができる。

具体的に、二値化回路３７は、包絡線信号の電圧が基準電圧を上回っている場合にはＨレベル（ハイレベル）の電圧を有する信号を、また、包絡線信号の電圧が基準電圧を下回っている場合には、Ｈレベルの信号より電圧値の低いＬレベル（ローレベル）の信号を、ＴＣＯ信号として、制御回路部４に出力する。なお、包絡線信号の電圧が基準電圧を上回っている場合にはＬレベルを、包絡線信号の電圧が基準電圧を下回っている場合にはＨレベルの信号を、ＴＣＯ信号として、制御回路部４に出力するように構成することも可能である。

ＶＲＥＦ切替回路３８は、定電圧源３８１から出力された電源電圧ＶＤＤから基準電圧ＶＲＥＦ１〜ＶＲＥＦ４を生成して、当該基準電圧を二値化回路３７に出力する。このＶＲＥＦ切替回路３８は、定電圧源３８１と、当該定電圧源３８１およびグランドＧＮＤの間に配置される４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、これら４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４間および二値化回路３７の間、Ｒ４およびグランドＧＮＤ間および二値化回路３７の間にそれぞれ配置される４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、抵抗Ｒ４とグランドＧＮＤとの間に配置される定電流源３８２とを備えて構成されている。

このうち、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、アナログスイッチで構成され、スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ３は、抵抗Ｒ３，Ｒ４の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ４は、抵抗Ｒ４，定電流源３８２の間と二値化回路３７との間に、それぞれ配置されている。これら各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、デコード回路３９と、選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４を介して、それぞれ独立して接続されており、当該デコード回路３９から入力する信号に応じて、オン／オフ状態が切り替わるように構成されている。そして、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のうち、いずれか１つがオン状態（導通状態）となり、他のスイッチがオフ状態（非導通状態）となることにより、定電圧源３８１から出力された電源電圧ＶＤＤは、定電流源３８２から出力された電流ＩＳおよび抵抗Ｒにより電圧変化され、基準電圧ＶＲＥＦとなって二値化回路３７に入力する。

具体的には、基準電圧ＶＲＥＦは、電源電圧ＶＤＤ−電流ＩＳ×抵抗Ｒで求められる。従って、ＶＲＥＦ切替回路３８は、スイッチＳＷ１のみがオン状態である場合に、最も高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ１を二値化回路３７に出力する。そして、ＶＲＥＦ切替回路３８は、スイッチＳＷ２のみがオン状態である場合に、２番目に高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ２を出力し、スイッチＳＷ３のみがオン状態である場合に、３番目に高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ３を出力し、また、スイッチＳＷ４のみがオン状態である場合に、最も低い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ４を出力する。
この基準電圧ＶＲＥＦを切り替えることで、二値化コンパレーターにおけるしきい値を４段階に切り替えることができ、ＴＣＯのデューティーを調整できる。

デコード回路３９は、後述する制御回路部４と、シリアル通信線を介して接続されている。そして、このデコード回路３９は、制御回路部４から入力する制御信号をデコードし、当該制御信号に含まれるコードに基づいて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態を設定する信号を、各選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４に出力する。

（３）制御回路部４の構成
制御回路部４は、前述のように、受信回路部３の動作を制御するものであり、具体的に、受信回路部３のデコード回路３９に対して、基準電圧ＶＲＥＦを切り替える制御信号を出力する。また制御回路部４は、二値化回路３７から入力するＴＣＯ信号をデコードして、デコードされて生成したタイムコードに基づいて、時刻カウンター４４の時刻を設定する。さらには、制御回路部４は、時刻カウンター４４の時刻を表示部５に表示させる制御をする。
この制御回路部４は、図１に示すように、タイムコードデコード手段としてのＴＣＯデコード部４１と、記憶手段としての記憶部４２と、デューティー測定手段としてのデューティー検出判断部４３と、時刻カウンター４４と、駆動回路部４５と、レベル切替手段としての制御部４６とを備えて構成されている。なお、制御部４６には、前記水晶振動子４７から出力された基準信号が入力されている。

デューティー検出判断部４３は、二値化回路３７から入力するＴＣＯ信号の所定期間におけるパルスデューティーを測定して検出し、二値化回路３７のしきい値が適切であるかを判定し、適していない場合には適切なしきい値に変更する。このデューティー検出判断部４３の処理の詳細は後述する。

ＴＣＯデコード部４１は、受信回路部３の二値化回路３７から入力するＴＣＯ信号をデコードして、当該ＴＣＯ信号に含まれる日付情報および時刻情報等を有するタイムコード（ＴＣ）を抽出する。そして、ＴＣＯデコード部４１は、抽出したＴＣを制御部４６に出力する。

記憶部４２は、制御回路部４による受信回路部３の制御等に必要な各種データやプログラム等を記憶するメモリーである。さらに、記憶部４２には、後述するしきい値設定テーブル８が記憶されている。

時刻カウンター４４は、水晶振動子４７から出力される基準信号に基づいて時間をカウントする。具体的には、時刻カウンター４４は、秒をカウントする秒カウンター、分をカウントする分カウンター、時をカウントする時カウンターを備えている。
秒カウンターは、例えば水晶振動子４７から１Ｈｚの基準信号が出力されている場合、その信号を６０カウントつまり６０秒でループするカウンターである。分カウンターは、１Ｈｚの基準信号を６０回係数したところで１カウントし、６０カウント、すなわち６０分でループするカウンターである。時カウンターは、１Ｈｚの基準信号を３６００回係数したところで１カウントし、２４カウント、すなわち２４時間でループするカウンターである。
なお、分カウンターは、秒カウンターが６０カウントするごとに秒カウンターから分カウンターに信号を出力して分カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンターは、分カウンターが６０カウントするごとに分カウンターから時カウンターに信号を出力して時カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。

駆動回路部４５は、制御部４６から出力される時刻表示制御信号に基づいて、表示部５の表示状態を制御し、表示部５に時刻を表示させる制御をする。例えば、表示部５が液晶パネルを有し、液晶パネルに時刻を表示させる構成である場合、駆動回路部４５は、時刻表示制御信号に基づいて、液晶パネルを制御し、液晶パネルに時刻を表示させる。また、表示部５が文字板および指針を有する構成である場合、駆動回路部４５は、指針を駆動させるステッピングモーターに、パルス信号を出力し、ステッピングモーターの駆動力により指針を運針させる。

制御部４６は、水晶振動子４７から入力される駆動周波数に基づいて駆動し各種制御処理を実施する。すなわち、制御部４６は、ＴＣＯデコード部４１から入力されるＴＣを、時刻カウンター４４に出力し、時刻カウンター４４のカウントを修正する制御をする。また、制御部４６は、時刻カウンター４４にてカウントされる時刻を表示部５に表示させる時刻表示制御信号を駆動回路部４５に出力する。
さらに、レベル切替手段である制御部４６は、デューティー検出判断部４３で測定検出されたパルスデューティーに基づいて二値化回路３７のしきい値を設定するための制御信号を、受信回路部３に出力する。

なお、制御部４６と、デコード回路３９とは、シリアル通信線により接続され、制御信号は、シリアル通信線を介してデコード回路３９に入力される。これにより、ＶＲＥＦ切替回路３８の電圧切替を制御する旨の制御信号を、デコード回路３９を介して、ＶＲＥＦ切替回路３８に出力させることができる。
ここで、制御部４６と受信回路部３とのシリアル通信においては、制御部４６と受信回路部３との間で双方向通信が可能な２線の同期式インターフェイスを用いて、それぞれによる双方向のシリアル通信を行うようにしてもよい。このような場合、制御部４６から受信回路部３に制御信号を出力した後、当該受信回路部３が、受信および認識した制御信号を制御部４６に再度転送し、制御部４６にて出力した制御信号と入力した制御信号とのデータの差異を確認することで、より信頼性の高いシリアル通信を行うことができる。

［デューティー検出判断部］
デューティー検出判断部４３は、標準電波の種類ごとに設定された所定期間のＴＣＯのパルスデューティーを測定し、二値化回路３７のしきい値を適切なレベルに調整するものである。
まず、二値化回路３７のしきい値のレベル調整が必要な利用を説明する。
図３は、二値化回路３７のしきい値を決める基準電圧ＶＲＥＦとＴＣＯ波形との関係を説明する図である。標準電波の元の波形は、図３のＡ１に示すように矩形波であるが、包絡線検波回路３５からの波形は、図３のＡ２に示すように微小信号の増幅波形であり、また長波の周波数帯（30ｋ〜300ｋHz）には電子機器が発生するノイズが多いため、実際の使用環境ではノイズが多く含まれる。

しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ１と高くした場合、波形Ａ２はしきい値よりも低いＬｏｗ期間が多くなる。このため、基準電圧ＶＲＥＦ１で二値化したＴＣＯ波形Ａ３は、波形の振幅が小さいとパルスが抜けてしまい、ＴＣＯ波形Ａ３のトータルのパルスデューティーも小さくなる。
一方、しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ３と低くした場合、波形Ａ２はしきい値よりも高いＨｉ期間が多くなる。このため、基準電圧ＶＲＥＦ３で二値化したＴＣＯ波形Ａ５は、突発的なノイズも拾ってしまい、誤まったパルスを出力してしまう。よって、ＴＣＯ波形Ａ４のトータルのパルスデューティーが大きくなる。
なお、しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ３の間にあるＶＲＥＦ２に設定した場合、そのしきい値で二値化したＴＣＯ波形Ａ４のパルスデューティーは、ＴＣＯ波形Ａ３とＡ５との間になる。

さらに、ＴＣＯ波形は、受信環境によっても変化する。すなわち、包絡線検波回路３５の出力波形のピークとボトムの関係が受信環境で変化する。図４に示すように、ａ）弱電界の信号が弱い場合は、ピーク（Hi）のレベルが下がる。回路のダイナミックレンジは固定のため、ボトムレベルは変わらない。このため、幅の細いパルスは波高値がかなり低くなり、基準電圧ＶＲＥＦ１ではしきい値を超えることができない。この場合、基準電圧ＶＲＥＦ３が最適である。

また、ｂ）都市ノイズが多い環境では、ボトム（Lo）のレベルが全体的に上がる。これも回路のダイナミックレンジは固定のため、ピークレベルは変わらない。基準電圧ＶＲＥＦ３ではしきい値をほとんど超えてしまい、Ｈｉと判断してしまいデューティーは大きくなる。この場合、基準電圧ＶＲＥＦ１が最適である。
図４の場合は、いずづれにしてもＳＮ比が悪くなる状態であり、ＳＮ比が良い状態より二値化回路３７のしきい値の設定が難しくなる。

本実施形態のデューティー検出判断部４３は、ＴＣＯのパルスデューティーを検出することで、基準電圧ＶＲＥＦを適切に設定するものである。
この際、ＴＣＯのパルスデューティーは、元の波形の各パルスの幅にも依存する。そこで、本実施形態では、標準電波ごと設定されたタイムコードが固定パターンとなっている期間のパルスデューティーを検出することで、基準電圧ＶＲＥＦの最適設定を行うものである。
以下、各標準電波の設定基準について説明する。

［日本ＪＪＹの場合］
図５に、日本において用いられる標準電波（ＪＪＹ）のタイムコードフォーマットを示す。図６に、ＪＪＹにおける各信号のパルス幅を示す。
図５に示すように、ＪＪＹでは、５５秒から５８秒に、「０」の信号に固定されたビットが存在する。そして、ＪＪＹでは、図６に示すように、「１」の信号は、１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒（つまり、パルスデューティー５０％）である。また、「０」の信号は、１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒（パルスデューティー８０％）である。さらに、「Ｐ」の信号は、１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．２秒（パルスデューティー２０％）である。
このため、ＪＪＹの５５秒から５８秒の４秒間の受信データのパルスデューティーは、理論上、８０％になるはずである。従って、デューティー検出判断部４３において、その期間の受信データのパルスデューティーを検出した際に約８０％であれば、二値化回路３７のしきい値は適切なレベルであることを判断でき、８０％から大きくずれていれば、しきい値レベルが適切でないことを判断できる。

［アメリカＷＷＶＢの場合］
図７に、アメリカにおいて用いられる標準電波（ＷＷＶＢ）のタイムコードフォーマットを示す。図８に、ＷＷＶＢにおける各信号のパルス幅を示す。
図７に示すように、ＷＷＶＢでは、９秒から１１秒の連続する３秒間に、「Ｐ」、「０」、「０」の信号に固定されたビットが存在する。また、１９秒から２１秒の連続する３秒間にも、「Ｐ」、「０」、「０」の信号に固定されたビットが存在する。
そして、ＷＷＶＢにおいても、図８に示すように、「１」の信号は、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒（つまり、パルスデューティー５０％）であり、「０」の信号は、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒（パルスデューティー８０％）であり、「Ｐ」の信号は、ハイレベル信号のパルス幅が０．２秒（パルスデューティー２０％）である。
このため、ＷＷＶＢの９秒から１１秒と、１９秒から２１秒の６秒間の受信データは、「Ｐ」が２個、「０」が４個であるため、その期間のパルスデューティーは、理論上、（２０％×２＋８０％×４）／６＝６０％になるはずである。
このため、デューティー検出判断部４３において、その期間の受信データのパルスデューティーを検出した際に約６０％であれば、二値化回路３７のしきい値は適切なレベルであることを判断でき、６０％から大きくずれていれば、しきい値が適切なレベルではないことを判断できる。

［ドイツＤＣＦ７７の場合］
図９に、ドイツにおいて用いられる標準電波（ＤＣＦ７７）のタイムコードフォーマットを示す。図１０に、ＤＣＦ７７における各信号のパルス幅を示す。
図９に示すように、ＤＣＦ７７では、固定された信号が連続する期間が存在しない。０秒から１４秒までの部分も将来拡張予定として準備されており、固定されたものではない。そこで、ＤＣＦ７７では、後述する第２実施形態の判断手法を採用している。
なお、ＤＣＦ７７では、図１０に示すように、「１」の信号は、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒（パルスデューティー８０％）であり、「０」の信号は、ハイレベル信号のパルス幅が０．９秒（パルスデューティー９０％）である。

他の国の標準電波においても、上記ＪＪＹやＷＷＶＢのように、信号が固定された連続するビットが存在すれば、そのビットを受信する期間を所定期間に設定し、その期間における受信データのパルスデューティーの理論値と、実際の測定値とを比較して、しきい値レベルが適切であるかを判断すればよい。

［デューティー検出判断部におけるパルスデューティーの計測方法］
デューティー検出判断部４３は、各標準電波で設定された所定期間における受信データのパルスデューティーを測定する。
具体的には、デューティー検出判断部４３は、入力されたＴＣＯ信号に対して、図１１に示すような手法により、パルスデューティーを計測する。
すなわち、図１１に示す計測方法では、基準クロックに基づいて生成される例えば６４Ｈｚや１００Ｈｚのサンプリングクロックで、入力されたＴＣＯ信号を所定期間サンプリングし、サンプリングされたＴＣＯの信号レベルがハイレベルであるか、ローレベルであるかを判断する。この時、デューティー検出判断部４３は、サンプリングされたＴＣＯの信号がハイレベルである場合「１」と判断し、ローレベルである場合「０」と判断する。ここで、例えば４秒間を１００Ｈｚでサンプリングした場合、総データ数は４×１００＝４００個であり、そのうち「１」が３２０個あった場合、パルスデューティーは３２０／４００＝８０％となる。

また、上記のような図１１に示す計測方法に限られず、図１２に示す計測方法によりパルスデューティーを計測してもよい。
すなわち、図１２に示す計測方法では、ＴＣＯ信号の立上りエッジＵを検出する立上り検出を実施し、立上りエッジＵが検出された位置からタイマーを駆動させて立下りエッジＤが検出されるまでの時間を計測する。この立上りエッジＵから立下りエッジＤまでの時間Ｔの計測を繰り返し実施し、ＴＣＯ信号のサンプリングトータル時間に対する立上りエッジＵから立下りエッジＤまでの時間Ｔの総合計の割合を演算することでパルスデューティーを計測する。

レベル切替手段である制御部４６は、デューティー検出判断部４３で測定された所定期間のパルスデューティーをあらかじめ設定された基準値と比較する。この基準値は、記憶部４２に記憶されたしきい値設定テーブル８に設定されている。
図１３に示すように、しきい値設定テーブル８は、パルスデューティー範囲８１と、このパルスデューティー範囲８１に対応するしきい値レベル８２と、しきい値レベル８２に対応する基準電圧レベル８３と、しきい値レベル８２の初期値を指定する初期設定値８４と、パルスデューティーを取得する所定期間８５とが、標準電波の種類ごとに設定されている。

（４）電波修正時計１の動作
次に、上記のような電波修正時計１における、標準電波による時刻修正動作について説明する。
図１４は、電波修正時計１の時刻修正動作を示すフローチャートである。

電波修正時計１の製造時には、しきい値設定テーブル８が記憶部４２に書き込まれて記憶される。また、電波修正時計１の製造時には、受信する標準電波の種類として、例えばＪＪＹが設定される。したがって、受信回路の製造時では、電波修正時計１は、ＪＪＹに含まれるＴＣがデコード可能な状態に設定されている。なお、受信する電波の種類は、基本的には前回受信時の標準電波が選択されるが、前回受信時以降に外部操作部材６を操作することでユーザーが設定することができる。

図１４において、あらかじめ設定された自動受信時刻になった場合と、外部操作部材６によって手動受信操作が行われた場合、電波修正時計１の制御部４６は、受信処理を開始する（ステップＳ１）。
自動受信時刻は、たとえば、午前２時など、都市ノイズが少ない時間帯などが設定されるが、この自動受信時刻をユーザーがあらかじめ設定してもよい。そして、制御部４６は、時刻カウンター４４にてカウントされる時刻を監視し、時刻カウンター４４にてカウントされる時刻が、予め設定された時刻（たとえば午前２時）となったことを認識すると、自動受信処理を開始する（Ｓ１）。

受信処理が開始されると、制御部４６は、始めに受信局（標準電波の種類）を選択する（Ｓ２）。受信局は、前述の通り、初期設定はＪＪＹであるが、それ以降は原則、前回の受信局が設定され、ユーザーが局を選択している場合にはその選択した局が設定される。
受信局が選択されると、制御部４６は、二値化回路３７のしきい値レベルの初期値を設定する制御信号をデコード回路３９に出力する。すると、ＶＲＥＦ切替回路３８で基準電圧ＶＲＥＦが選択され、しきい値レベルが設定される。前述の通り、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、初期値として水準２が設定されているため、ＶＲＥＦ切替回路３８はしきい値として基準電圧ＶＲＥＦ２を設定する。

次に、制御部４６は、秒同期処理を行う（Ｓ３）。すなわち、受信回路部３は、アンテナ２にて受信された標準電波を、同調回路３１で電圧信号（受信信号）に変換し、第１増幅回路３２、バンドパスフィルター３３、第２増幅回路３４、包絡線検波回路３５により、受信信号を所定レベルに増幅し、所望の周波数帯域の信号を抽出し、整流およびろ波して包絡線信号とする。さらに、この包絡線信号を二値化回路３７により二値化してＴＣＯ信号とし、このＴＣＯ信号を制御回路部４に出力する。
そこで、制御部４６は、デューティー検出判断部４３に入力されたＴＣＯ信号の立ち上がりタイミングが１秒間隔になったかを確認することで、秒同期を確立する。

制御部４６は、秒同期確立後、タイムコードの０秒位置を確認するため、フレーム同期（分同期）を確立する（Ｓ４）。例えば、日本の標準電波ＪＪＹでは、Ｐ０およびＭのマーカーが連続する部分がタイムコードの開始時点となり、この連続するマーカーを検出することでフレーム同期を確立することができる。

制御部４６は、フレーム同期が確立し、タイムコードの０秒位置を確定したら、そこからの１分間の受信データにおいて、あらかじめ設定された所定期間になったか、つまり信号が固定された固定データを受信するタイミングになったかを判定する（Ｓ５）。
所定期間は、図１３に示すように、ＪＪＹでは、５５〜５８秒の４秒間であり、ＷＷＶＢでは、９〜１１秒の3秒間と、１９〜２１秒の３秒間である。

制御部４６は、Ｓ５で所定期間になるまで待ち、所定期間になったら（Ｓ５でＹｅｓ）、その期間の受信データのパルスデューティーを、デューティー検出判断部４３によって取得する（Ｓ６）。デューティー検出判断部４３におけるパルスデューティーの取得方法は前述の図１１または図１２で説明した方法で行われる。

制御部４６は、デューティー検出判断部４３で取得したパルスデューティーを、しきい値設定テーブル８のパルスデューティー範囲８１と比較し、適切なレベルになっているかを判断する（Ｓ７）。
すなわち、ＪＪＹを受信している場合、取得したパルスデューティーが７５〜８５％（７５％以上、８５％未満）の場合は、理論値である８０％に近いため、しきい値レベルも適切であると判断できる。この場合、Ｓ７では、適切なレベルに設定されているため、Ｙｅｓと判断され、しきい値レベルはそのまま維持される。すなわち、本実施形態では、パルスデューティーの適正範囲（水準値）を、理論値である８０％を含む７５〜８５％の範囲とし、測定したパルスデューティーがこの水準値に該当する場合には、しきい値レベルも適切であると判断し、しきい値もそのまま維持する。

一方、取得したパルスデューティーが７５〜８５％の範囲外の場合には、しきい値レベルが適切でないと判断できるので、制御部４６は、しきい値設定テーブル８を参照してしきい値レベルを変更する（Ｓ８）。
たとえば、ＪＪＹを受信している場合、取得したパルスデューティーが８５％以上であれば、しきい値を超える信号の割合が多すぎ、しきい値レベルが低すぎると判断できる。このため、しきい値レベルを水準１に変更し、しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ１に変更する。
同様に、ＪＪＹを受信している場合、取得したパルスデューティーが６１〜７５％（６１％以上、７５％未満）の場合、しきい値を超える信号の割合がやや少なく、しきい値レベルがやや高いと判断できる。このため、しきい値レベルを水準３に変更し、しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ３に変更する。
さらに、ＪＪＹを受信している場合、取得したパルスデューティーが６１％未満の場合、しきい値を超える信号の割合が少なすぎ、しきい値レベルが高いと判断できる。このため、しきい値レベルを水準４まで２段階低下させ、しきい値を基準電圧ＶＲＥＦ４に変更する。

Ｓ７，Ｓ８の処理は、５８秒のビットを受信した直後に処理できるので、二値化回路３７は、次のフレームから適切なレベルのしきい値で二値化処理を行ってＴＣＯ信号を出力し、ＴＣＯデコード部４１はそのＴＣＯ信号をデコードしてタイムコードを取得する（Ｓ９）。
すなわち、本実施形態は、タイムコードのデコードを行うまえに正確なＴＣＯを出力させるためのものであり、受信する標準電波に応じた最適なパルスデューティーが得られたと判断できた後、タイムコード取得（Ｓ９）のフローに移行する。
二値化用のしきい値の調整は、前述の通り、測定したパルスデューティーの値に応じて二値化用のしきい値の水準を決定しており、具体的には、測定した値が大きければ二値化用のしきい値を上げ、測定した値が小さければ二値化用のしきい値を下げている。このため、所定の範囲内にパルスデューティーが収まるよう制御できる。
なお、Ｓ７，Ｓ８で、二値化のしきい値レベルを決めたら、タイムコード取得中は固定する。タイムコードの取得中にしきい値レベルを変更してしまうと、ビットデータを誤検出し、正確なデコードができない可能性があるためである。

そして、制御部４６は、正確なＴＣが取得されたか否かを判断し（Ｓ１０）、正確なＴＣが取得された場合、受信回路部３における標準電波の受信動作を終了させる（Ｓ１１）。この後、制御部４６は、取得したＴＣを時刻カウンター４４に出力し、時刻カウンター４４の各カウンター値を修正し、表示部５の表示時刻を修正する（Ｓ１２）。そして、通常運針に戻る（Ｓ１３）。
一方、ステップＳ１０において、正確なＴＣが取得できなかった場合は、制御部４６は、受信回路部３における標準電波の受信動作を終了させ（Ｓ１４）、通常運針に戻る（Ｓ１３）。

［第１実施形態の作用効果］
本実施形態の電波修正時計１では、デューティー検出判断部４３は、標準電波の種類ごとに設定された所定期間のＴＣＯ信号のパルスデューティーを検出している。この際、前記所定期間は、信号が固定されたビットであるため、パルスデューティーの理論値をあらかじめ把握できる。従って、実際に検出されたパルスデューティーと、前記理論値とを比較すれば、二値化回路３７のしきい値が適切なレベルであるかを確実に判断できる。
さらに、本実施形態の制御部４６は、デューティー検出判断部４３で検出されたパルスデューティーを、しきい値設定テーブル８のパルスデューティー範囲８１と比較しており、かつ、しきい値設定テーブル８には測定されたパルスデューティーに応じて設定すべきしきい値レベルが、あらかじめ設定されているので、二値化回路３７のしきい値を適切なレベルに直ちに変更することができる。従って、二値化回路３７は、次のフレームから正しいＴＣＯ信号を出力することができ、ＴＣＯデコード部４１において正確なＴＣを取得できる。よって、このデコードされたＴＣにより電波修正時計１の時刻修正処理を正確に実施することができる。

ＪＪＹでは連続する４秒間の固定データ期間のパルスデューティーを検出し、ＷＷＶＢでは連続する３秒間の２箇所の固定データ期間のパルスデューティーを検出している。このように、いずれも複数個の連続するビットのデータに基づいてパルスデューティーを検出しているので、たとえば１つのビットのみで判断する場合に比べて、ノイズなどの影響を軽減でき、しきい値レベルを適切に判断できる。

パルスデューティーの検出と、二値化回路３７のしきい値の判断および変更は、フレーム同期後の１分間のタイムコードを受信中に行うことができる。このため、次のフレームから正しいＴＣＯ信号を出力して正確なＴＣを取得できる。
従って、従来のように、数分間の電波受信を行って、複数のタイムコードを取得してＴＣを取得してからでないと、二値化回路３７のしきい値が適切なレベルに設定されているか否かを判断できない場合に比べて、短時間で判断可能である。従って、電波修正時計における平均的な受信時間も短縮でき、省電力化が図れる。
さらに、二値化回路３７における基準電圧ＶＲＥＦを変更できるので、受信環境が多少悪化していても、その受信信号に適したしきい値レベルに調整でき、正しいタイムコードを取得できる。従って、ノイズ環境や受信電波の強弱などの受信環境の影響を軽減でき、正しい時刻に修正することができる。

また、制御部４６は、基準電圧ＶＲＥＦの変更は１回の受信処理中に１回のみであり、ＴＣＯデコード部４１にてＴＣＯ信号をＴＣにデコードしている間、ＶＲＥＦ切替回路３８にて設定される基準電圧を維持し、二値化回路３７における基準電圧が変更されない。
このため、デコード中に基準電圧が変化することがないので、例えばビット化けなどにより正確なデコードが阻害されるなどの不都合が回避でき、正確なＴＣをデコードすることができる。

さらに、受信回路部３は、デコード回路３９を備え、デコード回路３９にて制御回路部４から入力された制御信号をデコードし、デコードされた制御信号をＶＲＥＦ切替回路３８に出力している。
このため、デコード回路３９が制御信号をデコードするので、制御回路部４から出力される制御信号を簡易な信号に設定することができ、通信される信号の信頼性を向上させることができる。

さらに、電波修正時計１は、ＪＪＹやＷＷＶＢ等、複数の標準電波に対応している。したがって、例えば異なる標準電波が発信される場所に移動した場合でも、外部操作部材６を操作して標準電波の種類を設定するだけで、容易に、かつ正確な時刻の修正を実施できる。

そして、受信回路部３と制御回路部４とは、シリアル通信線により接続されている。このため、受信回路部３および制御回路部４をパラレル通信回路で接続する場合に比べて、通信線の数を減らすことができ、電波修正時計１における回路構成をより簡略化することができる。また、制御回路部４から受信回路部３にシリアル通信線を介して制御信号をシリアル出力することで、通信速度をより高速化することができる。さらには、制御回路部４と受信回路部３とを一対のシリアル通信線で接続し、双方向通信が可能な構成とすることで、制御部４６から受信回路部３に制御信号を出力した後、当該受信回路部３が、受信および認識した制御信号を制御部４６に再度転送し、制御部４６にて出力した制御信号と入力した制御信号とのデータの差異を確認することができる。このような構成にすることで、より信頼性の高いシリアル通信を行うことができる。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態の電波修正時計について説明する。
第１実施形態は、自動受信および手動受信のいずれの場合でも適用できたが、第２実施形態は自動受信モード、つまり受信時刻が判明している場合に適用されるものである。
また、第１実施形態は、固定データが連続した期間がないためにＤＣＦ７７では適用できなかったが、第２実施形態では、時のデータを表すビット期間を用いてパルスデューティーを検出し、二値化回路３７のしきい値レベルを判断しているので、ＪＪＹ，ＷＷＶＢだけでなく、ＤＣＦ７７などにも適用できる点が相違する。

上記の通り、第２実施形態は、デューティー検出判断部４３においてパルスデューティーを検出して判断する期間が異なるものである。このため、回路構成は第１実施形態の電波修正時計１と同一であるため、説明を省略する。

図１５は、第２実施形態の処理を説明するためのタイムコードの一部を示す図である。
自動受信の場合は、内部の時刻カウンター４４に基づき予め時間が決まっているので、時の桁のデータを固定データとして扱うことができる。たとえば、自動受信モードでは、通常、電波環境が良くなる夜中の２時、３時、４時、５時に行われるようにプログラムされている。
そして、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、時を示すビットにおける１２秒から１５秒のビットは、８時以降でなければ「１」にならないため、前記２〜５時の自動受信時は、「０」に固定されているはずであり、固定データとして扱うことができる。
さらに、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、その前の９秒からの固定データを追加して７秒間のデータのパルスデューティーを検出してもよい。たとえば、前記自動受信時では、９秒にはデューティーが２０％の「Ｐ」信号が設定され、１０秒から１５秒の６秒間にはパルスデューティーが８０％の「０」信号が設定される。そのため、９〜１５秒までの７秒間のパルスデューティーの理論値は、（０．２×１＋０．８×６）／７＝７１．４３％となる。

従って、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、９〜１５秒の期間にデューティー検出判断部４３で検出されたＴＣＯ信号のパルスデューティーが前記７１．４３％を中心に所定の範囲内にあれば、二値化回路３７のしきい値は適切なレベルに設定されていると判定できる。一方、所定範囲外であれば、しきい値を調整して、前記パルスデューティーが前記所定範囲内となるように設定すればよい。
たとえば、図１６のしきい値設定テーブル８Ａに示すように、前記所定の範囲を６６％以上、７６％未満に設定しており、かつ、前記第１実施形態と同様に、水準２を初期値に設定している場合、デューティー検出判断部４３で検出されたパルスデューティーが７６％以上であれば、しきい値を水準１と一段階高くすればよく、５６％以上、６６％未満であればしきい値を水準３とし、５６％未満であれば水準４と低くすればよい。

また、ＤＣＦ７７の場合は、時のデータがある３９秒から４１秒のデータを０として固定し、パルスデューティーが90％となるように二値化用のしきい値を調整すればよい。
たとえば、図１６に示すように、パルスデューティー範囲８１Ａを設定し、しきい値を調整すればよい。

なお、自動受信処理時の所定期間は、「分」のデータを受信する期間に設定することもできるが、第２実施形態では、以下の理由から、「時」のデータを受信する期間に設定している。
すなわち、自動受信は、通常、１日に１回、決められた時刻に実施される。このため、実際に受信する標準電波の「時」のデータも、同じ時刻である可能性が高い。また、ユーザーが手動で時刻修正を行う場合に、「分」は多少ずれて設定してしまう可能性があるが、「時」を誤って設定する可能性は低い。
従って、内部時刻に基づいて自動受信した場合、内部時刻の「時」のデータと、標準電波の「時」のデータが大きく異なる可能性は低い。このため、「時」のデータを受信する期間に所定期間を設定しているのである。

なお、時のデータにおいても、４時の自動受信だからといって、タイムコードの１６秒目を「１」と決めてしまうと誤判定の危険がある。すなわち、時刻カウンター４４が３０分以上ずれている可能性はあり、そうなると16秒から18秒のデータは１bit変わってしまうので使用しないほうがよい。
このため、第２実施形態では、自動受信処理が２時、３時、４時、５時に行われることを前提に、「時」のデータにおいて、設定された自動受信時刻に影響される可能性が低いビット、すなわち自動受信時刻では「０」に設定されている可能性が高い20h,10h,8hのビットを受信する期間を所定期間としている。

一方で、自動受信時刻の設定によっては、「時」のデータに所定期間を設定することが難しい場合もある。たとえば、自動受信時刻が８時以降の場合、20h,10h,8hのビットが「１」となる可能性もある。この際、4h,2h,1hのビットも、時刻によって「１」や「０」となるため、固定できない。
このような場合は、「時」ではなく、「分」のデータに所定期間を設定してもよい。たとえば、電波修正時計の受信処理は電力消費を抑えるために、受信開始から数分（たとえば５〜８分程度）で停止される。従って、自動受信処理が正時（０分）から実施される場合、標準電波の分データのビットのうち、40m,20m,10mのビットは「０」に設定されているはずである。従って、たとえば、ＪＪＹでは、「分」のデータを受信する１〜４秒の４秒間のデータのパルスデューティーを検出して判断することも可能である。

［電波修正時計の動作]
次に、第２実施形態の電波修正時計における、標準電波による時刻修正動作について図１７のフローチャートに基づいて説明する。なお、図１７のフローチャートにおいて、図１４に示す第１実施形態のフローチャートと同じ処理には同じ符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態では、制御部４６は、自動受信モードで動作されており、まず、あらかじめ設定された自動受信時刻になったか否かを判定する（Ｓ２１）。自動受信時刻は、前述のとおり、午前２，３，４，５時など、都市ノイズが少ない時間帯などが設定される。なお、通常は、１日に１回受信すればよいので、自動受信時刻は、前記午前２，３，４，５時のいずれか１つの時刻が設定される。また、設定された自動受信時刻でＴＣの取得に失敗した場合は、翌日に受信してもよいし、当日、所定時間後に再度受信してもよい。ただし、再受信時刻が午前５時以降とならないように設定しておく必要がある。

制御部４６は、Ｓ２１で「Ｙｅｓ」と判定すると、第１実施形態と同じく受信スタート（Ｓ１）、局選択（Ｓ２）、秒同期（Ｓ３）、フレーム同期（Ｓ４）の各処理を実行する。
そして、制御部４６は、しきい値設定テーブル８Ａで設定した所定期間８５Ａ、すなわち、時データの取得タイミングになったか否かを判定する（Ｓ２２）。

Ｓ２２で「Ｙｅｓ」と判定されると、制御部４６は、その期間の受信データのパルスデューティーを、デューティー検出判断部４３によって取得する（Ｓ２３）。
そして、制御部４６は、デューティー検出判断部４３で取得したパルスデューティーを、しきい値設定テーブル８Ａのパルスデューティー範囲８１Ａと比較し、適切なレベルになっているかを判断する（Ｓ７）。

Ｓ７で「Ｎｏ」と判定された場合、制御部４６は、しきい値設定テーブル８Ａのしきい値レベル８２に基づいて、しきい値を変更する（Ｓ８）。一方、Ｓ７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、制御部４６は、第１実施形態と同じく、しきい値を変更しない。
そして、制御部４６は、タイムコードの取得処理（Ｓ９）から通常運針処理（Ｓ１３）まで、第１実施形態と同じ処理を実行する。

［第２実施形態の効果］
以上のような第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
さらに、第２実施形態は、自動受信時刻に基づいて、時のデータを受信している期間内に、パルスデューティーを測定する期間を設定しているので、固定された連続ビットが存在しないために第１実施形態では適用できないドイツＤＣＦ７７を受信する場合にも利用できる利点がある。

また、制御部４６は、午前２時から午前５時までの間で予め設定された自動受信時刻で標準電波を受信し、時刻修正動作を実施している。午前２時から午前５時までの間は、電子機器などから発生する電磁波やその他の通信機器の通信電波などによるノイズなどの影響が少ないので、信号波形の乱れなどが少ない良好な標準電波を受信することができる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

すなわち、電波修正時計としては、図１８に示す電波修正時計１Ｂであってもよい。
電波修正時計１Ｂの受信回路部３Ｂは、二値化手段として、コンパレーターを用いた二値化回路ではなく、ＡＤコンバーター３７Ｂおよびレベル選択部３８Ｂを用いた点が相違する。この場合、ＡＤコンバーター３７Ｂのためのクロック信号が必要になる。
包絡線検波後のアナログ信号をデジタル化するＡＤコンバーター３７Ｂとして、10bitのＡＤコンバーターを用いた場合、１０本のデジタル信号がレベル選択部３８Ｂに出力される。そこで、レベル選択部３８Ｂは制御信号に基づきＡＤコンバーター３７Ｂの10bitの信号を、所定のレベルで２値化してＴＣＯ出力とする。
また、受信信号をサンプリングするという機能は、ＡＤコンバーター３７Ｂも、デューティー検出判断部４３も同じであるので、デューティー検出判断部４３をＡＤコンバーター３７Ｂに入れ込む構成とし、受信回路部３Ｂ内に構成することも可能である。

前記各実施形態において、受信処理時における二値化回路３７の基準電圧ＶＲＥＦの初期値は、予め設定された固定値でもよいが、例えば、前回の受信処理時に設定した値を記憶しておき、次回の受信処理時には前回の設定値を初期値としてもよい。
この場合には、定時受信時のように、周囲の受信環境が一定している受信処理においては、前回の受信時に設定した値を初期値としておけば、前記基準電圧を切り替えることなく、所定期間の受信信号のパルスデューティーが、理論値に含む基準範囲値内になるように制御できる可能性が高い。従って、より短時間でかつ効率的に受信処理を行うことができる。

前記各実施形態では、パルスデューティーを測定する所定期間として、タイムコードにおいて固定された信号を複数連続して受信する期間を設定していたが、たとえば、１つの固定ビットのみを受信する期間を所定期間としてもよい。ただし、１つの固定信号のみでパルスデューティーを求めると、受信環境などによっては、しきい値のレベルを適切に設定できないおそれもあるため、前記実施形態のように、複数の連続した信号を受信できる期間を設定することが好ましい。

前記各実施形態では、しきい値を一度変更したら、受信が完了するまでしきい値を固定していたが、しきい値の変更後に、再度、前記所定期間のパルスデューティーを測定して、しきい値が適切なレベルにあるかを判断し、適切でない場合にはレベルを変更してもよい。
たとえば、フレーム同期後の最初の１フレームの所定期間のパルスデューティーを測定し、しきい値設定テーブルを参照して、二値化回路３７のしきい値を設定する。そして、次の１フレームでは、受信信号をＴＣＯデコード部４１でデコードしつつ、所定期間のパルスデューティーを測定し、しきい値が適切なレベルであるかを確認する。ここで、しきい値が適切なレベルであれば、制御部４６は、前記デコードしていたＴＣをそのまま利用すればよい。一方、しきい値が適切なレベルではないと判断した場合、制御部４６は、再度、二値化回路３７のしきい値を変更する。この処理を繰り返すことで、しきい値を適切なレベルに設定できる。
さらに、このような処理を行う場合には、しきい値設定テーブル８，８Ａに設定するパルスデューティー範囲８１，８１Ａは、適切な範囲、つまり前記しきい値設定テーブル８，８Ａでは水準２に対応する範囲のみ設定しておき、測定したパルスデューティーが前記範囲よりも大きい場合には、しきい値のレベルを一段階高くし、前記範囲よりも小さい場合には、しきい値のレベルを一段階低くすることで、しきい値を設定できる。

さらに、上記実施の形態において、電波修正時計１，１Ｂは、周波数の変換を実施しないストレート方式の例を示したが、これに限定されず、例えばスーパーヘテロダイン方式受信回路部を有する電波修正時計としてもよい。このような場合、受信周波数の切り替えは、バンドパスフィルターの切り替えではなく、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）の発信周波数または分周比の切り替えにて行えばよい。

さらに、第１，２実施形態において、ＶＲＥＦ切替回路３８による基準電圧を切り替えることにより二値化回路３７における基準電圧の切り替えを実施したが、これに限られない。例えば、基準電圧を固定し、コンパレーターのオフセット値を変化させる回路を設ける構成としてもよく、さらには、ＰｃｈトランジスターとＮｃｈトランジスターの能力を変えるインバーターを複数設けることで閾値を変化させる構成としてもよい。

さらに、前記各実施形態では、パルスデューティーとしきい値との関係を設定したしきい値設定テーブル８，８Ａを用いていたが、このようなテーブルを用いずに設定してもよい。たとえば、レベル切替手段である制御部４６において、測定したパルスデューティーの値を代入すると、しきい値を求めることができるような演算式を設定してもよいし、制御部４６で実行されるプログラムに組み込んで設定してもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

１，１Ｂ…電波修正時計、２…アンテナ、３，３Ｂ…受信回路部、４…制御回路部、５…表示部、６…外部操作部材、８，８Ａ…しきい値設定テーブル、３５…包絡線検波回路、３６…ＡＧＣ回路、３７…二値化回路、３７Ｂ…ＡＤコンバーター、３８…ＶＲＥＦ切替回路、３８Ｂ…レベル選択部、３９…デコード回路、４１…ＴＣＯデコード部、４２…記憶部、４３…デューティー検出判断部、４４…時刻カウンター、４５…駆動回路部、４６…制御部、３８１…定電圧源、３８２…定電流源。

Claims (8)

1. タイムコードを有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて内部時計の時刻を修正する電波修正時計であって、
   前記標準電波を受信する受信手段と、
   前記標準電波の受信信号を所定のしきい値に基づいて二値化して二値化信号を出力する二値化手段と、
   前記二値化信号に基づいてフレーム同期を確立した後に、前記タイムコードの種類に応じて予め設定される所定の期間の前記二値化信号のパルスデューティーを測定するデューティー測定手段と、
   前記二値化手段のしきい値を、前記デューティー測定手段で測定されたパルスデューティーに応じたしきい値に変更するレベル切替手段と、
   前記レベル切替手段で前記二値化手段のしきい値が変更された後の二値化信号をデコードしてタイムコードを復調するタイムコードデコード手段と、
   を備えることを特徴とする電波修正時計。
2. 請求項１に記載の電波修正時計において、
   前記所定の期間とは、受信するタイムコードにおいて、時刻によって変化しない固定されたビットが、所定数連続する期間である
   ことを特徴とする電波修正時計。
3. 請求項１に記載の電波修正時計において、
   前記受信手段は、前記内部時計の時刻が所定の時刻になった際に受信を開始する自動受信モードを備え、
   前記自動受信モードによって受信処理を行う場合には、前記所定の期間とは、タイムコードにおける「時」または「分」のデータを受信している期間に設定される
   ことを特徴とする電波修正時計。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電波修正時計において、
   前記二値化信号のパルスデューティーと、二値化手段のしきい値との関係が設定されたしきい値設定テーブルが記憶される記憶手段を備え、
   前記レベル切替手段は、前記しきい値設定テーブルを参照し、前記デューティー測定手段で測定されたパルスデューティーに応じたしきい値を求めて前記二値化手段のしきい値を変更する
   ことを特徴とする電波修正時計。
5. 請求項４に記載の電波修正時計において、
   前記受信手段は、複数種類の標準電波を選択して受信するものであり、
   前記しきい値設定テーブルは、前記複数種類の標準電波ごとに、前記パルスデューティーの値としきい値の関係と、前記所定の期間とが記憶され、
   前記デューティー測定手段は、前記しきい値設定テーブルを参照し、前記所定の期間と、前記しきい値とを設定する
   ことを特徴とする電波修正時計。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の電波修正時計において、
   前記受信手段、前記二値化手段、および前記二値化手段におけるしきい値を調整するしきい値調整手段を備える受信回路部と、
   前記記憶手段と、前記デューティー測定手段と、前記レベル切替手段と、前記タイムコードデコード手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、
   前記受信回路部は、
   前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた制御信号を前記しきい値調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えた
   ことを特徴とする電波修正時計。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の電波修正時計において、
   前記レベル切替手段は、受信動作を開始して前記二値化手段のしきい値を調整した後、タイムコードをデコード中は前記しきい値を変更せずに固定する
   ことを特徴とする電波修正時計。
8. タイムコードを有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて時刻修正を実施する電波修正時計の制御方法であって、
   前記標準電波を受信し、
   前記標準電波の受信信号を所定のしきい値に基づいて二値化して二値化信号を出力し、
   前記二値化信号に基づいてフレーム同期を確立した後に、前記タイムコードの種類に応じて予め設定される所定の期間の前記二値化信号のパルスデューティーを測定し、
   前記二値化用のしきい値を、測定された前記パルスデューティーに応じたしきい値に変更し、
   二値化用のしきい値が変更された後の二値化信号をデコードしてタイムコードを復調する
   ことを特徴とする電波修正時計の制御方法。

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